无线电波透视技术在煤矿生产中的
无线电波透视法在工作面构造探测中的应用
无线电波透视法在工作簡构造探测中的应用□段宁宁山西义棠煤业有限责任公司，山西介休 032000摘荽I陷落柱、断层、煤厚变化、褶曲等是煤矿巷道掘进和工作面回采过程中常见的地质异常构造，本文以探测义棠煤业公司020710工作面内构造发育情况为例，通过实例分析和探查对比，进一步说明应用无线电波透视法探查工作面内部隐伏异常地盾构造的重要意义。
关键词：无线电波透视；电磁波；隐伏地质构造0引言无线电波透视技术能够精确地勘探察直接开采矿石的 工作地点中的地质异常体，掌握工作面中的隐伏构造的发 展延伸和规模确保采煤工作的顺利进行是矿井地质工作中 的重要任务。
义棠煤业公司自2009年即引进矿井无线电波 坑道勘探技术，通过近10年的发展，公司技术人员已基本 熟练拿握坑透技术操作及数据处理，本次在020710工作面 探查隐伏地质构造，取得良好的效果。
1无线电波透视法原理电磁波穿透过程中不同的介质对电磁波的吸收损耗是 不同的，在矿井中，电磁波会因为在穿越上下两个岩层之 间分布的煤炭层的过程中碰上陷落柱、断层和别的一些构 造的时候，由于发生吸收、衰减甚至是屏蔽的现象，会产 生数据异常现象。
为了对地质现象进行推理学习，就需要 研究电磁波在地质体和采区煤层，还有各种构造下所产生 的一些影响。
坑透是无线电波透视勘探一般适用于已完成掘进的工 作面的两个顺槽之内，发射点和接收点分别布置在巷道两 顺槽需要进行坑透的区域。
在进行坑透勘探的时候，先选 定一条巷道作为布置发射点的巷道，也叫发射巷道。
当在 发射巷道的某一点进行发射时，发射机向工作面煤体中发 射某一固定频率（一般选用365 Hz)的电磁波，在同一工 作面对应的的巷道中对发射过来的电磁波进行接收，获取 实测场强值。
如果工作面煤层中存在断层等构造时，断层 等构造会对电磁波信号进行发射、屏蔽或吸收，从而导致 接收机收到的电磁场强度变低。
一般在工作面顺槽布S多 个发射点和接收点进行观测，则形成透视异常区。
无线电波坑透技术在裴沟煤矿的应用
郑煤 集 团公 司裴沟 煤矿 由裴 沟井 田、 河井 田 、 杨
要探 测异 常体 的位 置和 范 围¨ 。 无线 电波坑 道 透视是 用 于查明工 作面 内部 的地 质构 造 的 物 探 方 法 。观 测 方 法 分 为 同 步 法 和 定 点 法 。 同步法 （ 一对 一 ） 发 射 机 与接 收机 同时 逐点 移 ：
动 ， 在 各测 点分 别发 射 和 接收 场强 值 ； 点 法 （ 并 定 一
对 多 ） 发 射机 相对 固定 ， 收机 在一 定 范 围 内逐 点 ： 接 观测 其 场强值 。由 于发 射机 不 便 频 繁移 动 ， 常 采 通
用定 点法 观测 。
２ 无 线 电 波坑 道 透 视 试 验
设 备 。３０ １ 作 面宽 度 为 １０ ｉ。经 井 下 探 测频 １７ 工 ３ ｎ
率 条件 试 验 ， 选用 ０ ５ ＭＨ 频 率进 行工 作 面透 视 工 ． ｚ
作。
２ ３ 探 测 方 法 ．
收 稿 日期 ： ０ １—１ ２１ １一ｌ ０
作 者 简 介 ：舒 社 会 （ ９９ ） 男 ， 南 商 水 人 ， 级 工 程 师 ，９ ２年 １６ ～ ， 河 高 １９
毕 业 于 焦 作 矿 业 学 院 ， 从 事 矿 井 地 质 技 术管 理 工作 。 现
采 用分 辨率 较高 的定 点扫描 法进行 探测 。此 次
・
７ ・ ５
２ １ 年第 ｌ 期 ０１ ２
中州 煤炭
总第 １２ ９ 期
探 测测 点 间距设 定 为 １ 发 射 点 间距 为 ５ 每 ０ ｍ， ０ｍ， 个 发射 点 对 应 １ １个 接 收 点 。３ ０ １工作 面试 验 地 １７ 段共 布置 ６ １个 测点 ，４个 发 射 点 。２ １ １ ０ １年 ４月 １ ４ 日８ ０ ：０班 ， 该工 作 面进行 编点 以及探 测试 验 。采 对 用 ０ ５ ＭＨ ． ｚ频 率对 工作 面进 行 探 测 ， 探测 时 ， 个 每
煤厚探测中无线电波透视勘探方法
未来可以进一步研究和优化无线电波透视勘探方法，提高其在复杂地质条件下的适应性和探测精度。 同时，可以结合其他先进技术，如人工智能、大数据等，实现勘探数据的自动化处理和解释，提高工 作效率和准确性。
05
无线电波透视勘探方法的局限性 及未来发展趋势
局限性分析
信号衰减
无线电波在传播过程中易 受地层吸收和散射影响， 导致信号衰减，影响勘探 精度。
02
无线电波透视勘探技术与方法
无线电波发射与接收设备
01
02
03
发射机
通常采用高频振荡器或射 频放大器，用于产生特定 频率的无线电波并向地下 发射。
接收机
用于接收地下反射回来的 无线电波信号，并转换为 电信号进行处理。
天线系统
包括发射天线和接收天线 ，用于聚焦和导向无线电 波，以提高信号质量和分 辨率。
无线电波传播模型与模拟
层状模型
将地下介质简化为多层水平层状结构，通过层状模型的反射和透 射系数计算无线电波的传播路径。
射线追踪方法
基于射线理论，模拟无线电波在地下介质中的传播路径和射线路径 ，用于预测信号的传播时间和幅度。
有限元法或有限差分法
通过数值计算方法求解电磁波在复杂地质模型中的传播过程，得到 更精确的模拟结果。
对比分析
与传统的钻探、物探等方法相比，无线电波透视勘探方法具有非破坏性、高效 率、低成本等优点。同时，该方法还可以与其他勘探方法进行互补，提高探测 结果的精度和可靠性。
经验教训与改进方向
经验教训
在应用无线电波透视勘探方法时，需要注意发射源和接收设备的布置位置和数量，以及信号处理和解 析的方法。此外，对于不同地质条件，需要根据实际情况调整参数和方法，以提高探测精度。
WKT-E 无线电波透视仪
谢谢各位领导专家！
4.接收机使用、操 作 接收机使用、 接收机使用
接收机的一般操作流程 ①开机 ②原有数据处理（清除、不清除 ） ③频率设定 ④增量点号设置 ⑤场强值测量 ⑥数据通讯
三、软件部分操作方法流程
本软件系统是用来处理无线电波透视资料的应用性软件，该 系统具如下功能：对在井下实际探测到的数据进行通讯；对 测得的数据进行计算、CT处理、分析，从而确定参数H0、β， 得到平面交绘图、综合曲线图和CT成像图，圈定出工作面 内的物探异常区；对平面交绘图、综合曲线图和CT成像图 进行编辑和整理；打印成果图和成果报告。 本软件是适用于windows操作环境的无线电波透视资料处理 系统，该系统采用图文交互界面，形象直观、具有良好的人 机对话功能，适用于各级用户。通过现场实际应用后证明， 本系统软件能有效、正确地处理资料，查找和解释出工作面 内的物探异常区域。
四、仪器使用过程中的注意事项
(一)、安全保护装置及事故处理 1. 安全保护装置 因为透视仪是在要探测时才下井，且每次下井探测仪器 要频繁移动，为保护透视仪发射机和接收机井下碰撞，每次 下井不但需用专用皮箱装发射机和接收机，还需要由专人携 带仪器。 2. 故障处理 发射机、接收机井下不工作以及井下接收不到信号，先 要关掉仪器电源，再检查天线是否连接好，井下工作时不要 拆装仪器，尤其严禁井下带电拆装部件。如果井下简单故障 不能处理，必需上井检修，操作人员井上还不能解决故障的， 需要送厂家由专业人员检修和校正仪器。
无线电波透视技术
中煤科工集团重庆煤科院 岩土工程研究所
一、无线电波透视技术简介
1.无线电波透视仪发展简史
电磁波传播理论在地质上的应用最早是在二 十世纪初期国外就进行了理论探索和野外试 验工作。 前苏联1923年开始这方面的研究工作。1928 年在外高加索硫化矿床上进行试验，证明了 电磁波在地下能够传播一定的距离，同时发 现黄铁矿体在电磁波传播途径上形成“阴影” 现象。
矿井物探技术
矿井直流电法应用范围
• 巷道超前探查及顶、底板探查
•
利用现有的巷道工作，探查掘进前方一定距离
范围内煤（岩）层的富（含）水情况，含水层深度，
局部富水体深度范围、导升高度及沿巷道方向分布
宽度，提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面。探测
深度可达100米。用于解释掘进工作面前方或巷道
底板100m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通
TEM等）
3.直流电法技术
• 直流电法是通过供电电极AB在地层中建立稳定 电场，不同电阻率的地层会产生不同的电位差 异，研究测量电极MN得到的电位差异规律，便 可确定不同地质构造的形态及规模。
• 由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水 性和孔隙空间特性。所以电阻率成像对于识别 隐伏断层、破碎带、陷落柱、尤其是含水、导 水破碎带甚至潜在的突水点都有明显的地质效 果。
切眼上口
切眼下口
十一矿东翼回风巷防灭火钻孔位置物探结果图
4.无线电波透视CT探测技术
无线电波透视仪是一种利用电磁波在介质中的传 播特性，探查矿井煤层地质目标的仪器。
原理 根据中频无线电波在非均匀介质中传播，不同
介质对电磁波的不同吸收性的原理来判断该介质中 有无异常地质构造。 特点
* 探测准确度高，可靠性好。 * 性能稳定，重量轻。 * 操作简单，便于维护。 * 对井下电缆等导体具有良好的抗干扰能力。
• 大深度勘探，适合地质条件复杂区域，沙漠、 戈壁、山地、沟壑等地也可以使用。
• 属于瞬态电磁波技术 • 有变种CSAMT、MT等 • 属于体积勘探 • 实用性好 • 定性解释区域性含水体、构造含水断 • 有盲区问题 • 可提供不同深度平面，不同方向剖面信息 • 瞬变仪器 （V5、V8、PROTEM、GDP32、DTEM、
无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法在山西临县某煤矿工作面探测中的应用
无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法在山西临县某煤矿工作面探测中的应用摘要山西临县某煤矿一直开采5号煤层，采煤方法为走向长壁式，放炮落煤。
经多年开采，井田中部及南部5号煤层资源已枯竭。
现目前回采5号煤层西北部的工作面，根据有关“有掘必探”的有关规定及安全生产要求，在工作面回采前，对工作面内部进行物探，本次工作采用无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法，探查工作面内地质情况，为回采工作面安全生产提供了可靠的物探依据。
一煤矿位置概况矿井田位于山西省吕梁临县地区南东30km处，南北长约3.10km，东西宽约2.4km，面积7.4km2。
二矿区地质及水文概况1、井田地表均为黄土覆盖，根据钻孔揭露资料，井田内的地层从老到新依次为：奥陶系中统上马家沟组（O2s）灰色石灰岩，夹有泥灰岩，泥岩及石膏层；奥陶系中统峰峰组（O2f）浅灰－深灰色中厚层状石灰岩、角砾状泥灰岩，中下部含细晶－隐晶石膏及硬石膏矿。
；石炭系中统本溪组（C2b）泥岩，夹有石灰岩、砂岩、铝土岩、钙质泥岩、炭质泥岩；石炭系上统太原组（C3t）砂岩、泥岩、钙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩及煤层，；二叠系下统山西组（P1s）砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩和煤层；二叠系下统下石盒子组（P1x）灰色、深灰色砂岩。
粉砂岩与砂质泥岩，泥岩互层。
2、井田含水层主要为：松散岩类孔隙含水层、二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组、石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层组、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层；据以往资料推定井田内奥灰水水位标高为792.35－800.68m。
3、井田隔水层主要有：下石盒子组下部以深灰色泥岩为主的砂质泥岩互层地层；山西组泥岩；本溪组泥岩、粘土岩和铝土岩为主的地层，是奥陶系灰岩含水层上部之重要隔水层。
三物探工作方法的基本原理1、坑道透视法的工作原理电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗。
无线电波透视技术在煤矿安全生产中的应用——以双柳煤矿为例
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折 射 、 射 和吸 收 ， 反 造成 电磁 波 能量 的损 耗 。如果 发射 源 发 射 的 电磁波穿 越煤 层途 径 中 ， 存在 断层 、 落柱 、 陷 富含 水带 、 顶 板垮 塌 和 富集 水 的采 空 区 、 冲刷 、 层 产状 变 化 带 、 煤 煤层
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煤 层 中断 裂构 造 的界 面 ， 造 引起 的煤 层破 碎带 、 层 构 煤
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破 坏 软 分 层 带 以 及 富 含 水 低 电 阻 率 带 等 都 能 对 电 磁 波 产 生
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矿 井 电磁 波透 视 技 术 ， 是根 据 电磁波 在 煤层 中 的传 播特 就
生 产提 供 相 应 的指 导 。 关键 词 ： 线 电 波坑 透 ； 据 采 集 ； 井 构 造 ； 文 地 质 无 数 矿 水
中 图分 类 号 ： ９ １ Ｃ ３
文 献 标 志 码 ： 文章 编 号 ：０ ０ ８ ７ （０ ２ ０ — １ １０ Ａ １０ — ７ ２２ １ ）２ ０ ７ — ２
Ｈ ｐ由 下 式 表 示 ：
ＨＩＨ 一 ［ ｆＯ ） 。－ （） ＝ ｅ３ ｒ
ｒ
式 中： 决定于发射功率 和天线周围煤层 的初始场强 ； Ｈ厂・
Ｂ 煤层对电磁波的吸收系数 ； Ｐ 一 ｒ —＿ 点到 ０点的直线距离（ ； ｍ）ｆ （） ０ 一方 向性因子 ， ０是偶极子轴与观测点方向的夹角 。 在 辐射 条 件 不 随 时 问变 化 时 ， Ｈｏ是 一 常数 ， 收 系数 吸 Ｂ是 影 响 场 强 幅值 的主 要 参 数 ， 的值 越 大 ， 强 变 化 就 它 场 越 大 。 收 系数 与 电磁 波 频率 和 煤层 的电 阻率 等 电性参 数 吸 有 直接 关 系 ： 同一 均 匀 煤 层 中 ， 在 频率 越 高 吸 收 系数 就 越 大， 电磁 波 穿透 煤 层距 离 就 近 ； 层 电阻率 越 低 ， 收 系数 煤 吸
无线电波透视仪在实际生产中的应用
无线电波透视仪在实际生产中的应用在煤矿生产过程中，预先探明采煤工作面的地质构造以保证采煤，特别是综采的顺利进行，是矿井地质工作的重要任务。
随着采煤机械化程度的提高，要求在开采前探清地质构造及地质现象的程度越来越高。
而原有的地质手段和方法已不能很好地解决煤层中小构造的探测问题。
无线电波坑道透视仪携带轻便、易于操作、所需工作人员较少（只需４～５人）、智能化操作，并有分辨能力强、工作效率高的特点，一直以来受到人们的重视，被广泛应用于煤炭及工程勘探等领域。
通过在一些矿区的推广应用，为各个生产矿井的采煤工作面提供了比较准确的地质预测预报结果，受到煤矿生产单位的重视和欢迎。
我矿于今年六月购进一台WKT—E坑透仪，经过厂家培训后，对我矿020703工作面进行了坑透，需在实际生产中对坑透结果进行验证。
无线电波坑道透视（简称坑透仪）是用来探测：顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。
发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中，同时做等距离移动，逐点发射和接收。
或发射机在一定时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值。
无线电波坑透仪探测的工作原理及目的（一）工作原理电磁波在地下煤岩层中传播时，由于各种岩、煤层电性差异, 它们对电磁波能量的吸收也有一定的差异，电阻率低的岩石具有较强的吸收作用。
另外，伴随断裂构造所出现的界面，能对电磁波产生折射、反射作用，也使电磁波穿越煤层的途径中，存在与煤层电性不同的地质体（如断层、水体、夹矸、无煤带等）时，电磁波能量会被其吸收或完全屏蔽，信号显著减弱，甚至接收不到，从而形成透视异常段，变换发射机位置，测得同一异常，这些异常交绘的地方，就是异常区域的实际位置，也就是与煤层电性不同的地质体或构造带的位置。
（二）探测的目的利用WKT—E型无线电波坑透仪可以提前了解工作面内部的煤厚变化、直径10米以上的陷落柱及构造（断层）发育情况，提前制定工作面改造方案，为工作面提前改造提供科学依据，最大限度地提高资源回收率，避免因工作面在不能正常回采时才进行盲目改造而造成误工误时，大大增加有效生产时间，为工作面正常回采提供保障。
无线电波CT在蒋庄煤矿地质探测中的应用
Applications of Radio Waves CT in Geological Exploration in Jiangzhuang Coal Mine
He Jibin
（ Xi'an Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Corp， Xi'an 710077 ， China） Abstract： There are many methods of detecting geological structure of working face， the radio waves CT， Rayleigh wave， groove wave methods are commonly used． Discussed the detection work methods， data processing and interpretation method of radio waves CT technology applied on 807 working face which is not fully formed in Jiangzhuang Coal Mine． By setting up reasonable instrument parameters， removing interference and wiring reasonably， the most reliable firsthand material was gained， the expected effect was also achieved． Keywords： radio waves CT； theory field strength； measured field strength
无线电波透视技术
二、无线电磁波透视法基本原理
3、施工方法技术
在透视工作之前, 先选择地质条件正常, 无干扰和干扰因
素少的地段, 布臵1～2 个发射点进行透视条件试验, 以求取
该发射机的电磁波在工作面的初始场强值H0 和最大穿透距 离及煤层的吸收系数β。
透视工作时, 把发射机框形天线与巷道垂直，悬挂成四边 形, 接收机环形天线直立(注意接收机应放臵在远离金属导 体的地方) , 环面与巷道垂直, 即观测场强最大值方向, 把观 测到的数据记入已设计好的表格内。
2006.5
中国矿业大学。地球探测与信息技术
一．引
言
80 年代后期，美国劳伦斯利物莫尔国家实验室（LLNL）
等单位联合开发了音频电磁波数据采集系统和层析软件，
这一突破性进展预示着无线电波透视法在油气开发工程中 也有着广泛的应用前景。如今，这一方法除了继续用于矿 床勘探和采煤工作面地质预报外，还在水文地质、工程地 质、城建地质和环境地质等众多领域大显身手。
（2）异常的划分 （3）异常的定位 （4）干扰的识别与消除
2006.5
中国矿业大学。地球探测与信息技术
二、无线电磁波透视法基本原理
5.1、正常场参数的估算
无论资料是计算机处理还是人工地质解译，都需要事先知 道一些参数，如波源的振幅因子，围岩的吸收系数和位相 常数、正常场等等。由于介质的不均匀性，要精确地确定 这些常数是困难的，通常采用一些行之有效的估算方法估 算参数，如估算波源振幅因子和围岩吸收系数的两点法、 图解法、线性叠代拟合方法等。
接收。当工作面长度不大, 形状不规则, 人工干扰体又可排
除的情况下，就可以选择用定点法进行观测。采用这种观 测方法, 可对工作面全面覆盖两次, 不留盲区, 并能运用两 巷定点交汇法, 根据坑透综合曲线图, 具体确定地质异常体 的性质和空间位臵及大小, 便于有目的地进行钻探验证, 且 投资少, 见效快。定点法是井下常用的观测方法。
煤层工作面无线电波透视探查效果分析
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ． ３ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ３
煤 层 工 作 面 无 线 电 波 透视 探查 效 果 分析
徐
（ １ ．淮南矿业集 团煤炭工程技术研 究院 ， 安徽
种 ， 肖玉林 ， 李 洪 明
淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ； ２ ．安徽理工大学地球与环境学 院， 安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘
要： 无 线 电波透 视 Ｃ Ｔ技 术在 矿 井 工作 面 内构 造及 异 常探 查 中发挥 着 重要 的作 用 。 受不
同地质 条件 及仪 器设备 因素限 制 ， 其 对 地质 异 常 的探 查 效果 和 能 力 受到 不 同程度 影 响 。通 过
研 究 淮南矿 区 当前 ４个 主采 煤层 大量工 作 面的 无 线 电波 透视 探 查 结 果 与 回采 揭 露对 比分 析 ， 总 结无 线 电波透视 受煤层 面宽 、 频 率差 异 、 煤 层厚 度 以及 构造 特 征 等 因素 的影 响 ， 讨 论透 视探
第３ ３卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ９月
安 徽理 工 大学 学报 （ 自然科 学版 ） Ｊ ｏ ｕ ｎ ｒ ａ ｌ ｏ ｆ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
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(完整)无线电波坑道透视法
无线电波坑道透视法一、无线电波坑道透视法的定义无线电波坑道透视法（又称坑透法）是一种电磁波探测方法。
是在钻孔或坑道中,利用无线电波在岩、矿媒质传播过程中观测到的一些现象，来探测地下目标物的一种方法。
由于电磁波在煤层中传播时，不同电阻率的介质对电磁波的吸收不同，电阻率小的介质,对无线电波吸收强，接收到的无线电波强度就小，和理论场强相比较，会形成“阴影区”.根据“阴影区"的情况,就可以判断出地质异常体的存在。
二、无线电波坑道透视法的基本原理电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性（电阻率P和介电常数E）的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波在前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，从而造成能量的损耗。
在实际工作中，电磁波在穿过煤层途中遭到断层、陷落柱或其它构造时,波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常（又称阴影异常）。
研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释，这就是无线电波透视的基本工作原理。
三、无线电波坑道透视技术的应用范围应用无线电波透视技术，可以对煤层的地质构造、煤层的赋（完整）无线电波坑道透视法存与煤层结构等方面做较系统的探测研究，通过在两条巷道对工作面进行探测的实践证明，该项技术目前能探测的范围及精度为：1、探测煤层中落差大于三分之一煤层厚度的断层;2、探测富含水区域的大致范围；3、探测煤层顶底板起伏变化情况，起伏变化的幅度大于三分之一的煤层厚度；4、探测陷落柱，直径大于10米以上。
就晋城矿区而言，通过多年的实践,坑透可以达到的探测目的包括：1、探测出工作面煤层中长轴大于20m的陷落柱.2、探测出工作面煤层中落差大于或等于1/3煤层厚度的断层。
3、探测出工作面煤层中大于等于1/3煤厚的冲刷带、煤层变薄带及无煤区.四、无线电波坑道透视法的特点和局限性1、特点:⑴仪器轻便，接收机与发射机一般都在5kg左右，加上辅助设备总重要也不很大，有利于在煤矿井下工作.⑵所需工作人员比较少，一般4〜5人即可正常开展工作。
无线电波透视仪在煤厚探测中的应用
石壕煤矿位于河南省陕县境内，2008 年核定生 产能力为 90 万 t / a。该矿所采二1 煤层极不稳定， 煤厚变化极大，厚 0 ～ 37. 03 m，平均厚 5. 04 m。工 作面巷道掘进过程中经常出现厚煤层很快变成煤线 的现象，从而导致无法按原设计布置工作面，同时还 导致大量的无效掘进，生产效率极低。因此，能否提 前了解工作面内部的煤厚变化及构造发育情况，已 经成为制约石壕煤矿稳产高效的主要因素之一［1］。 石壕 煤 矿 利 用 WKT-E 型 防 爆 无 线 电 波 透 视 仪 对 13271 工作面煤厚变化进行了准确探测，为石壕煤 矿的稳产高效打下了良好基础。
2 工作面概况
13271 工作面走向长 918 m，倾向长 130 m，面 积 119 340 m2 ，标高 + 119. 48 ～ + 168. 10 m。13271 工作面所采的二叠系山西组二1 煤层厚 0 ～ 9 m，平 均厚 4. 5 m，煤层倾向 SE，倾角 8° ～ 12°，平均 10°， 煤层埋深 510 ～ 560 m。煤 层 呈 黑 色，粉 状—碎 块 状，属半亮型煤，结构复杂，局部含夹矸 0 ～ 3 层，岩 性为炭质泥岩、泥岩及砂质泥岩，局部有炭质或砂质 泥岩、泥 岩 伪 顶。二1 煤 层 直 接 顶 为 灰 白 色、灰 色 细、中粒长石石英砂岩( 俗称大占砂岩) ，厚 13 ～ 19 m，平均厚 16 m，含黑色矿物及黄铁矿结核，硅质、泥 质胶结，质硬; 直接底为灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质 泥岩，含植物化石，平坦状断口，水平层理发育。
及采后揭露情况进行了比对，并初步总结出适合石壕煤矿的坑透探测方法和成果分析手段，不仅为该工作面
的改造方案优化提供参考，也确保了工作面的正常回采。
关键词: 无线电波透视; 煤厚变化; 电磁波; 能量衰减; 强吸收区
无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究
无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究刘磊;赵兆;范涛【摘要】无线电波透视技术在煤矿工作面内部隐伏构造的探查方面已有很多的成功实例,目前该方法对陷落柱探查的分辨率和局限性的研究比较少见.为说明该方法对陷落柱探测的可靠性和局限性,从数值模拟和实际透视实例两方面进行讨论.采用数值模拟办法模拟工作面陷落柱响应并对模拟数据进行反演,无线电波透视方法对于孤立的单个或多个陷落柱都有较高的区分度,反演位置与实际情况吻合;对天地王坡煤矿的坑透数据进行处理,圈定了陷落柱的范围,并经工作面回采证实.该工程实例证明了数值模拟的结论:对于横向位置差别不大的陷落柱,无线电波透视分辨能力下降,施工方法限制了分辨能力的提高.%There are a lot of successful examples in coal mining working face internal probe of concealed structure for Radio wave perspective technique,but less research on the resolution and limitation of the method for the collapsing column probe was done.In order to illustrate the reliability and limitation of the method detecting the collapse column,numerical simulation and practical perspective instances are discussed from two aspects,numerical simulation method are adopted to simulate the collapse response in working face and the forward date was carried out on the inversion,The radio wave perspective method for isolation of single or multiple collapse column has a high degree of differentiation,the inversion position matches the reality highly,actual engineering example proved that the conclusion of numerical simulation,for collapse columns which transverse position differ little,thedistinguish ability decline,resolution enhancement is limited by the construction method.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2017(041)005【总页数】5页(P986-990)【关键词】无线电波透视;煤矿井下;陷落柱【作者】刘磊;赵兆;范涛【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】P631无线电波透视技术自20世纪70年代被引入之后，经过近半个世纪的发展和改进，已经在全国各大矿区推广应用，并取得丰硕的研究成果[1-6]。
无线电坑透技术的应用局限性分析
Science &Technology Vision科技视界无线电波坑道透视技术是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种物探方法[1]。
该方法原理简单,仪器轻便易操作,探测距离远,可探测采煤工作面内隐伏地质构造以及煤层厚度变化等,在煤矿地质灾害防治领域应用广泛。
1无线电波坑道透视技术原理电磁波在地下煤岩层中传播时,各种岩、矿石电性(电阻率,介电常数等)不同,低阻岩、矿石对电磁波具有较强的吸收作用,当波前进方向遇到断裂构造或陷落柱、侵入体等地质异常时,一方面电磁波在其界面上产生反射、折射和绕射,造成能量的消耗;另一方面,当断层落差较大时,电磁波传播路径将穿过一部分岩石,而岩石的电阻率比煤层的电阻率低得多,造成能量损耗;因此,如果将透视仪的发射机和接收机分别放在采煤工作面的两条顺槽中,让发射机发出的电磁波穿越工作面达到接收机,电磁波在穿越煤层的途径中,当存在与煤层电性不同的地质体(如陷落柱、断层、冲刷区等其他地质构造)时,电磁波能量就会被其部分吸收或完全屏蔽,造成信号明显减弱,甚至接收不到,在计算机重建的图像上形成透视异常区。
变换发射机与接收机的位置,重复测得同一异常区的阴影区,这些“阴影区”交汇的地方,就是异常的具体位置,然后根据异常的强弱、形态等特征来确定其地质构造[2]。
2解释方法2.1综合曲线法将各接收点实测场强H 值与相应的理论计算场强H0进行对比,取得的数据称为衰减系数β,即β=H/H 0(1)以接收点为横坐标,H、H 0和β为纵坐标,将同一发射点对应接收点的实测场强H、理论场强H 0和衰减系数β按比例绘制成图,就得到3条曲线,称为综合曲线图[3]。
理论场强曲线在综合曲线中是一条标准线,而理论场强的正确性又取决于吸收系数和理论场强值,它们取得越接近实际,就越能真实地反映异常。
根据参数值在曲线上显现的异常,可确定出异常体的边界点(或中心点),将边界点(或中心点)与对应的发射点相连,此线就表示导电体的几何阴影范围。
无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用
无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用作者：王建设来源：《科技资讯》2013年第15期摘要：为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区，利用煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常的原理，从而进行地质推断和解释，为WⅢ517工作面回采提供较为可靠的地质资料。
关键词：坑道无线电波透视法、地质构造、WKT-E型坑透仪、数据中图分类号：TN93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-001、概况1.1 目的杨庄矿WⅢ517工作面内部地质构造较复杂，掘进施工过程中，坑透区域内共揭露断层7条。
为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区，为工作面回采提供较为可靠的地质资料。
淮北矿业股份有限公司杨庄煤矿委托淮北矿业集团勘探工程有限责任公司于2013年1月14日对该面进行了井下坑透探测工作。
1.2 任务采用无线电波透视技术对杨庄矿WⅢ517工作面进行探测，通过工作面内煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的透视异常，从而进行地质推断和解释。
依据探测结果，圈定出工作面煤层内构造发育位置和分布范围。
1、基本查明WⅢ517工作面风、机巷及切眼揭露断层在面内的延伸范围及摆动情况；2、基本查明工作面内的隐伏构造情况及其影响范围；3、对工作面煤层厚度变化情况予以初步解释。
2、工程概况杨庄矿WⅢ517工作面走向长约800米，倾斜长约195米。
工作面标高-340米～-456米，地面标高31.2米。
wⅢ517工作面，南部为wⅢ513工作面（已采区），北部为wⅢ517风巷联巷，东部为EⅢ511工作面（已采区），西部为未采区。
相对地面位于陈庄小学东500米（已搬迁），其余为农田、果园类。
2.1 工作面煤层该工作面煤层赋存较稳定，煤层结构简单。
煤层倾角6°左右，煤层局部受火成岩侵蚀，变质为焦。
局部煤层有变薄现象，最薄处煤厚仅0.5米。
无线电波坑道透视技术在构造探测中的应用与实践
无 线 电 波 坑 道 透 视 技 术 在 构 造 探 测 中 的 应 用 与 实 践
一
孚㈩
（ １ ）
式中： Ｈ 。 ——在一定的发射功率下 ， 天线周围煤层
薛峰峰 （ 郑煤集 团公司 裴沟煤矿 ， 河 南 郑州 ４ ５ ２ ３ ８ ２ ）
摘 要： 随着矿井接替向深部区延伸 ， 水害问题 越来越困扰 着矿 井的安全生产 ， 而地质构造的探明查清显得 迫切 需要 。本 文介绍 了利用无线 电波坑道 透视 技术在 煤层构 造探测中的研究及应用。 关键词 ： 无线电波坑道透视 ； 构 造
裴沟煤 矿 ３ １采 区水 文 地 质 条 件 复 杂 ， 构造发育。 随着矿井开采 向深部 区的延伸 ， 矿井 防治水工作 已成 为安全生产工作 中的重 中之重 ， 而地质构造则 与之有 着直接的联系 ， 因此 ， 如何 提前查明、 了解构造 的存在 及指 导生产 已成为我 矿 安全 生 产 研 究 的重 点 工作 。 为 此我 矿利用 煤科 总 院重庆 研 究 院 生产 的无线 电波 坑道 透视探测仪对我矿 ３ １ 采区首采面３ １ ０ ７ １ 回采工作面局 部地 段 （ 中联 巷 至 中联 巷 东 ３ ０ ０范 围 内 ） 构 造 情 况 探 测， 查明工作面试验 区段 内的构造发育情况 与实揭地 质构 造情 况是 否相一 致 。 １无线 电波坑 道透 视基 本原 理 无线 电坑 道透视 技术 在 对 地 质构 造 的 探查 上 有很 准确 的效果、 比较可信， 他 主要是用来探测顺煤层两煤 巷、 两钻孔 或 者 是 煤巷 和钻 孔 之 间 的不 同类 型 地 质构 造异 常体 。对 异 常 体 的 检 测 工 作 的进 行 ， 可 以增 加 工 作时的安全保 证 ， 使工作人员在工作时更轻松 。无线 电波 的发 射机 和 接收 机 要 分 别 放 在 不 同 的煤 巷 中 ， 或 者是不同的钻孔之 内， 然后 两台机器要 同时做等距离 运动 ， 逐点 发射 和接 收 。除 去此 种 方 法 之外 ， 也 可 将发 射机单独放在 固定 的位置不让其运动 ， 然后让 接收机 在一定范围内逐点观测其场强值 ， 在这个过程 中， 要明 确 出发射 机 固定 的时间 段 ， 免得 测 试 结果 产 生 误 差 ， 影 响工 作 的进行 。 含煤地层不是 均匀介 质 ， 电磁波在含 煤地层 的传 播 中 因为介质 的性 质 不 同而 分 为 两 个 不 同 的方 向 ， 垂 直层 理 和平 行 层 理方 向 。在 平 行 层 里 方 向是 均匀 的 ， 当然 获得 均匀 介 质 的检 测 结 果 也 是 有 一 定 限制 的 ， 就 是测量前 提不但要 在同一煤层 还要在 一定 的范 围之 内。非均 匀介 质 的测 试 就 没 有 这 些 限制 了 ， 只要 其 在 垂直 层里 方 向 ， 就 可 以认 定 是 非 均 匀 介 质 了 。设 定 辐
无线电波透视法在杨庄煤矿W Ⅲ517工作面的应用
２ ． ２地质构 造 该工作面 地质构造 简单 ， 总 体 为 一 单
斜构造。 ４ 煤与 ５ 煤 间夹 矸 总 体 趋 势 ， 由西 向 东、 由 北 向 南逐 渐增 厚 。 煤 层 局部 受火 成 岩 侵入影响， 有 焦 化现 象 。 工 作 面 风 巷 风４ ９ 点
前２ ３ ｍ至 风 ５ ０点 、 风５ １ 点前 ｌ ｌ 米至风５ ２ 前
ｙ
风巷联巷 ， 东部 为 Ｅ Ⅲ５ ｌ １ 工 作面 （ 已 采 区） ，
落差 （ ｍ） １ ． ９ ５ ． ０ ２ ． ８ ７ ． Ｏ １ ． ６ １ ． Ｏ ３ ． ５ 对 回采的影响程度 有一定程度影响 有较大程度影响 有较大程度影响 有较大程度影响 有一 定程度影响 有一定程度影响 有较 大程度影响 西部 为未采 区。 相 对 地 面 位 于 陈 庄 小 学 东 ５ ０ ０ ｍ（ 已搬 迂 ） ， 其余 为 农 田 、 果 园类 。 ２ ． １工作 面煤层 该 工作面煤 层赋存较 稳定 ， 煤 层结 构
工 业 技 术
无 线 电波 透视 法 在杨 庄煤矿 Ｗ 川 ５ １ ７工作 面的应 用
王 建 设 （ 淮北 矿业 集团勘探 工程有 限责任公 司 安徽 淮北 ２ ３ ５ ０ ４ ７ ）
摘 要： 为 了进一 步探测巷 道 已揭露 断层在 面 内延 伸情 况及 内部隐伏 断层和煤层 变薄 区， 利用煤层 ， 各 种 构遗 及地质体对 电磁波 的 影响 所造 成的各种 无线 电波 透视 异常的 原理 ， 从 而进行 地质推断 和解释 ， 为Ｗｍ ５ １ ７ 工作 面回采提 供较 为可 靠的地 质资料 。 关键词 ： 坑道无线电波透视 法 地质 构造 ＷＫ Ｔ－ Ｅ型坑透仪 数据 中 图分 类 号 Ｉ Ｔ Ｎ ９ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ （ ｅ ） － ０ １ ０ ２ － ０ ４
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人工导体的干扰
金属支架 接地的铁轨 风管、水管 电缆及其它金属导线 动力设备的干扰
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其它因素的干扰
辐射源与人体的影响
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干扰因素的排除
地质因素干扰的排除 1、为了避免煤层在层理方向上的不均匀性，在做条件试验
时，应尽量选择地质条件简单，煤层和顶底板岩层比较稳 定，巷道干扰因素比较少的地段进行，而且应多测几条曲 线，以选取吸由系数的平均值。 2、测量时各测点应尽量设置在与发射点同一分层的位置上， 尤其是在厚煤层中测量时更要注意这一点。 3、对测量的曲线进行分析对比，确定是地质异常区，还是 因工作的差错或者地质因素干扰造成的曲线变化。 4、对巷道周围的地质情况作详细调查、记录，并结合矿区 地质构造的发育特点，进行资料的综合分析以便测量资料 的解释结果更符合实际。
干扰因素 坑道透视中，电磁波在煤矿中的传播
介质主要是煤层。由于煤层存在着各向异 性和顺层方向的不均一性以及地质体，引 起电磁波传播规律的变化，当它们超过一 定限度后，便给坑道透视的资料解释带来 困难，而成为干扰，这将影响深测效果。
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煤层的各向异性 煤层的不均一性 地质体的二次场干扰 煤层顶底板层的二次场辐射
1、井下工作方法
准备工作 1）在下井进行无线电波透视工作以前，应了解坑
透工作面中电缆，金属管道、电气设备等主要人 工导体颁布以及巷道高度、支护材料、瓦斯浓度 等情况，同时要了解工作面内已揭露的地质构造、 水文地质等。 2）在地面准备好下井仪器。检查发射机和接收机 的电源、电压是否符合要求。
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传播的影响所造成的各种异常，从而进行地质推断
解释，就是坑道无线电波透视法的物理基础。
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• 3、现状与应用效果 • 采矿是地下作业，受地质条件的制约。
“查明地质条件，搞清小构造”无论是对于 预报还是事故发生后的处理，都是必须的。
• 预先探明采煤工作面内的地质构造以保
证采煤，特别是是综采的顺利进行，是矿井 地质工作的重要任务。但是随着采煤机械化 程度的提高，要求在开矿前、开采中提前查 清地质构造及其它地质异常的程度越来越高。 因此，必须寻找新的手段，采用原有地质手 段和方法已不能很好地解决小构造的探测问 题。
井下观测方法可分为： 同步法、定点法 我们一般采用定点法观测法
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布点时需注意下列问题：
发射点应尽量设置在没有或少有人工导体 （电缆、金属管）的巷道中。
发射点应尽量在远离构造的位置上。 出现差错或发现明显异常时，需要重测或
补设发射点，观测点也可知当加密。
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2、井下干扰因素及其排除方法
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人工导体干扰的排除
1、拆除人工导体 2、远离金属导体 3、测量中合理安排测点，注意接收机天线环的位置 4、对于有绝缘外皮的导体若是多条，应尽可能使其
平行排，并归拢一起，采用金属网分段覆盖屏蔽 接地 5、采用另外一些措施 6、偏离人工导体仍不能消除干扰，如果探测的工作 比较规则，则可采用同步法测量 7、在巷道掘进过程，边掘边探也有利于消除干扰措 施的实施
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解释方法
❖ 主要的解释方法有场强对比法，平面交 绘法，实测场强法和计算层折成像法。场强 对比法是坑透法中基本，最主要的解释方法， 而计算机层析成像法，则是近年来发展起来 的新方法。
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1、场强对比法
❖ 一般来说，场强的异常现象有以下三种： 1）、阴影异常:实测场强曲线的异常部分低于理论场强曲线， 这是由于围岩或煤层的吸收系数小于构造体，所以异常的特 征是阴影，场强值因异常体的屏蔽而小于正常场。 2）、透明异常:实测场强曲线的异常部分高于理论场强曲线， 形成这种异常有2个原因，一是煤层的吸收系数大于异常体， 如有规律的火成岩侵入体等；二是透视范围内有规律的干扰 场大于正常场。 3）、干涉条纹:实测场强曲线相对于理论场强曲线，出现有 规律的震荡现象，呈类似正弦波曲线的形式，但曲线比较尖、 陡。这主要是由于层面反射波与直达波互相干扰引起的。
如果在发射机和接收机之间，电磁波穿越煤层的途
径中，存在与煤层电性不同的地质体，如陷落柱、
断层或地质构造，电磁波能量就会被其吸收或完全
屏蔽，信号显著减弱，甚至接收不到，形成透视异
常。变换发射机与接收机的位置，测得同一异常的
“阴影区”这些“阴影区”交绘的地方，就是异常
的位置。研究煤层、各种岩石及地质构造对电磁波
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• 2、坑道无线电波透视法的物理基础
•
坑道无线电波透视法是一种地下电磁波法。电
磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性
不同，它们对电磁波能量的吸收有一定差异，电阻
率低的岩、矿石具有较磁波产生折射，反
射等作用，也会使电磁波能量衰减和损耗。因此，
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• 4、特点与应用条件 • 坑道无线电波透视法的主要特点 • 1、仪器轻便 • 2、所需工作人员少 • 3、透视距离可达150~220米 • 坑道无线电波透视法的局限性 • 1、只能做透射测量，不能做反射测量 • 2、测量时干扰因素比较多 • 3、透视探测的距离还不够大
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无线电波透视法的工作方法
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资料整理与解释
❖ 资料的整理归纳为二种方法： 第一种是人工运算绘图的方法 第二种是计算机绘图方法
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解释方法
❖ 坑道无线电波透视法资料解释的目的是根据 探测工作面内的地质构造、地球物理特性及 透视区段电磁参数的分布规律，发现并预测 有意义的异常，进而确定已知构造的发育规 律，未知构造的空间位置、范围和大小，以 及他们之间的相互关系，提供相对的定性、 定量解释结果。
无线电波透视技术在煤矿 生产中的应用
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无线电波透视法及特点
• 1、无线电波透视法介绍 • 将0.5~5MHz的高频发射机置于钻孔或坑道中，
由它发射的高频电磁波通过地下岩石介质向四周 空间传播。如在传播过程中遇到具有不同电学性 质的矿体时，电磁波的传播规律将大大改变。在 不同电性介质的分界面上，电磁波能量将有一部 分被反射回来，称为反射波。另一部分穿过界面， 在矿体中穿行，称为透射波。若测量的是穿过矿 体的那部分电磁波，并根据矿体与岩石吸收电磁 波能量的差异来推断矿体的存在与否，称为无线 电波透视法。